Lindauer, Ute: Mechanismen und Mediatoren der neurovaskulären Kopplung im Gehirn

Kapitel 4. Wissenschaftliche Einordnung

Zu Beginn meiner Untersuchungen über Mechanismen und Mediatoren der neurovaskulären Kopplung standen zwei klar formulierte, durch Befunde aus der Literatur gestützte Hypothesen:

  1. Zu Beginn erhöhter neuronaler Aktivität kommt es aufgrund von gesteigertem oxidativem Metabolismus der beteiligten Neuronen- und Astrozytenpopulation zu einem kurzzeitigen Abfall der Sauerstoffspannung im Gewebe. Im Weiteren könnte dieser durch einen bisher unbekannten Mechanismus zu dem bereits bekannten Anstieg des regionalen zerebralen Blutflusses führen.

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  2. Infolge der glutamatergen Informationsübertragung während somatosensorischer Stimulation erfolgt duch den postsynaptisch auftretenden Ca2+ -Einstrom in die Zelle eine Aktivierung der dort lokalisierten NO Synthase. Das freigesetzte NO diffundiert frei durch die Zellmembran zum nächstliegenden Gefäß und führt direkt über eine Aktivierung der löslichen Guanylatzyklase in der glatten Gefäßmuskelzelle zur Vasodilatation.

Im Verlauf der zur Klärung durchgeführten Experimente haben sich beide Hypothesen in ihrer formulierten Form als nicht richtig herausgestellt: Es läßt sich - zumindest mit den uns zur Verfügung stehenden Techniken - keine frühe Deoxygenierung während funktioneller Stimulation detektieren. Es erscheint daher unwahrscheinlich, daß diese der eigentliche Initiator der Blutflußantwort ist. Auch das NO spielt nicht, wie postuliert, eine Mediatorfunktion, wirkt aber als wichtiger Modulator und führt zu einer erhöhten Bereitschaft zerebraler Gefäße, auf andere, nach wie vor nicht bekannte Mediatoren der physiologischen neurovaskulären Kopplung zu reagieren.

Aufgrund unserer Befunde sind eine ganze Reihe von neuen Fragestellungen aufgeworfen, von denen hier exemplarisch nur einige herausgeriffen werden sollen:

zu a.

Welcher Art - areob oder nicht-aerob - ist der frühe Metabolismus der durch die Stimulation aktivierten Neuronen bzw. Astrozyten ?

zu b.

Was ist die Bedeutung des basalen NO / cGMP Spiegels im Gewebe ? Gibt es pathophysiologische Vorgänge, die zu einer Störung dieses basalen Spiegels führen, und welche Konsequenzen ergeben sich daraus für die zerebrovaskuläre Reaktivität ?

Die Klärung dieser Fragen wird im Zentrum meiner zukünftigen wissenschaftlichen Arbeit stehen.

Im Verlauf meiner Untersuchungen und deren wissenschaftlichen Einordnung hat sich sehr eindrücklich gezeigt, daß ein Widerlegen von Hypothesen in der Wissenschaft aufgrund von unerwarteten Befunden oftmals neue, vielleicht sogar spannendere Sichtweisen eröffnet, und der Wissenschaftler nicht zwangsläufig in einer Sackgasse endet sondern nach sinnvoller Einordnung der Befunde den Blick auf weiterführende Fragestellungen richten kann.


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Mon Sep 30 15:22:13 2002